填料含量对丙烯酸型皮边油的性能影响研究

2018-07-19曹太全陈宗良王勇

西部皮革 2018年13期

曹太全，陈宗良，王勇

（1.广州检验检测认证集团有限公司，广东广州510860；2.国家皮革制品质量检验中心（广东），广东广州510860）

1 前言

皮边油又称为皮革边油、封边剂、边缘整饰剂，主要用于皮革切边或边缘涂层，起修饰和美观作用[1]。皮边油的性能好坏直接影响着皮革制品的使用。

皮边油的成分较复杂，通常由聚氨酯或丙烯酸树脂、颜料膏、消泡剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂、填料等原料共混形成一种有色半液态涂料。其中树脂性能是决定皮边油性能的主要因素，但各种组份对皮边油的性能也都有影响。本文主要探讨了丙烯酸型皮边油中填料（玉米淀粉）含量对其性能的影响。在其他组份用量、搅拌时间、搅拌速度采用常归条件且不变的情况下，依次改变填料含量，研究其对皮边油薄膜性能的影响。

2 试验部分

2.1 药品和仪器

药品：丙烯酸树脂、流平剂、成膜助剂、消泡剂、阻泡剂、颜料膏，工业品，广州奥格；氯化钠、尿素，分析纯，广州化学试剂厂；三（羟甲基）甲胺，分析纯，淮安和元化工；次氨基三乙酸，分析纯，天津福晨。

仪器：涂膜机，深圳铭锐祥；搅拌器，金坛市白塔新宝；烘箱，东莞铭禹；电子万能材料试验机，德国Zwick/Roell；三维视频显微镜，日本基恩士；厚度仪，东莞高铁；硬度计，营口市北方仪器；裁样机，上海中艺。

2.2 试验方法

2.2.1 皮边油乳液的制备

将皮边油的主要组份（树脂、消泡剂、流平剂、成膜助剂、溶剂）按一定的配比称量，混合倒入250 mL烧杯中，并用电动搅拌器进行搅拌，在搅拌过程中缓慢加入所需特定比例的玉米淀粉搅拌1 h，再加入所需的颜料膏搅拌1 h。

2.2.2 皮边油薄膜的制备和预处理

将制备好的皮边油乳液倒入自动涂膜机的模板上进行涂膜，在常温下自然干燥24h，然后按QB/T2707-2005进行调节[2]。

2.2.3 硬度的测定

按QB/T2415-1998的5.5进行[3]。

2.2.4 拉伸强度和断裂伸长率的测定

按QB/T2415-1998的5.6和5.7进行[3]。

2.2.5 吸水率和吸汗率的测定

从皮边油薄膜裁取3个4 mm×4 mm的样品，将其浸入200 mL蒸馏水或人造汗液（汗液按QB/T 2464.23-1999进行配置）中2 h后取出[4]，用滤纸擦干净样品表面的水分或汗液，分别测定其浸入水或汗液前后的质量。

吸水（汗）率按下式进行计算：

表1 填料含量对皮边油薄膜物理性能的影响

图1 填料含量对皮边油薄膜硬度的影响

图2 填料含量对皮边油薄膜拉伸强度的影响

3 结果与讨论

按前述方法所测填料含量不同的皮边油薄膜的各项性能指标，结果见表1。

填料含量对各项物理性能指标的影响分别见图1～图5。

由图1可知，随着填料含量的增加，皮边油薄膜的硬度逐渐增大。其原因可能是皮边油组份中树脂乳液分子之间存在着未被其他分子占据的空隙。随着填料含量的增多，填料逐渐填充满树脂乳液分子之间的空隙，皮边油乳液之间的自由体积逐渐减小，从而导致皮边油薄膜的硬度增大。

图3 填料含量对皮边油薄膜断裂伸长率的影响

图4 填料含量对皮边油薄膜吸水率的影响

图5 填料含量对皮边油薄膜吸汗率的影响

图6 不同含量填料的皮边油薄膜的显微镜纵切图

从图2、3可知随着填料含量的增加，皮边油薄膜的拉伸强度逐渐增大，断裂伸长率逐渐减小。这是因为填料中含有大量的-OH，填料分子与丙烯酸树脂分子间易形成氢键作用力。随着填料含量的增加，填料与丙烯酸树脂分子之间的氢键作用增强，最终也导致整个皮边油薄膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小。综合考虑两者的变化规律，填料含量在20%左右较为合适，此时拉伸强度和断裂伸长率均较合理。

吸水率可以反映出皮边油薄膜的耐水性，吸水率越小，皮边油薄膜的耐水性能越好。从图4可以看出：随着填料含量的增加，皮边油薄膜的吸水率先减小后增大；含量在20%时，耐水性能达到最佳。其原因可能是当填料含量较低时，少量的填料分子填充到皮边油的丙烯酸树脂分子之间，整个皮边油薄膜的自由体积减小，从而使进入到树脂分子之间的水分子数量减少，皮边油薄膜的吸水率降低。当填料含量较高时，大量的填料分子已经完全填充到皮边油的丙烯酸树脂分子之间，多余的填料分子分布到整个丙烯酸树脂的表面，而填料又是亲水性物质，这是就会随着整个树脂表面填料分子的增多，皮边油薄膜的吸水率升高。

吸汗率可以反映出皮边油薄膜的耐汗性，吸汗率越小，皮边油薄膜的耐汗性能越好。从图5可知皮边油薄膜的吸汗率和吸水率呈现相同的变化趋势，只是吸汗率相比吸水率普遍升高。这是因为汗液主要成分也有水，此外还有氯化钠和尿素等有机成分，这些成分的存在使得汗液与丙烯酸树脂的亲和性增强，所以皮边油薄膜的吸汗率相比吸水率有所升高。

从图6可以看出，填料含量不同时，皮边油薄膜的显微镜纵切图差异较大。当填料含量较低时，填料未完全填充丙烯酸树脂之间的空隙，填料分子被大量的丙烯酸树脂和颜料膏所包裹；当填料含量较高时，填料已经完全填充丙烯酸树脂之间的空隙，多余的填料分子裸露在丙烯酸树脂分子和颜料膏的表面。